(57)【要約】【課題】簡素な構造で地震の際の被害を低減することができる縦型拡散炉の保護装置及び保護方法を提供する。【解決手段】Ｐ波検知部５１は、Ｐ波が到来するとその旨をＰ波解析部５２に知らせる。Ｐ波解析部５２は、Ｐ波検知部５１からＰ波が到来したことを知らされると、到来したＰ波の波形及び振幅等からその後にＳ波が到来した時の、縦型拡散炉５４が設置されている地域の震度を予測する。そして、予測結果が震度５以上であるか否かを判断する。この結果、震度が５以上となるという結果が得られている場合には、気圧制御部５３にその旨を知らせる。気圧制御部５３は、Ｐ波解析部５２から震度が５以上になるという予測結果を知らされると、拡散炉内の気圧を低下させる。つまり、真空ポンプによる排気の程度を変更することなく、供給されるガスの量を減少させることにより、拡散炉内の気圧を低下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散炉を地震から保護する保護装置であって、
地震の第一波を検出する検出手段と、
前記検出手段により第一波が検出されると、当該第一波の内容を解析し、その解析結果から当該第一波に続く第二波が到来した時の震度が５以上になるか予測する解析手段と、
前記解析手段により震度が５以上になると予測されると、当該第二波が到来する前に前記拡散炉内の気圧を低下させる気圧制御手段と、
を有することを特徴とする拡散炉の保護装置。
【請求項２】
前記気圧制御手段は、前記気圧を低下させる際に前記拡散炉内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の拡散炉の保護装置。
【請求項３】
前記気圧制御手段は、前記不活性ガスとして窒素ガスを供給することを特徴とする請求項２に記載の拡散炉の保護装置。
【請求項４】
拡散炉を地震から保護する保護方法であって、
地震の第一波を検出すると、当該第一波の内容を解析し、その解析結果から当該第一波に続く第二波が到来した時の震度が５以上になるか予測する解析ステップと、
前記解析ステップにおいて震度が５以上になると予測すると、当該第二波が到来する前に前記拡散炉内の気圧を低下させる気圧制御ステップと、
を有することを特徴とする拡散炉の保護方法。
【請求項５】
前記気圧制御ステップにおいて、前記気圧を低下させる際に前記拡散炉内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項４に記載の拡散炉の保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造等に用いられる拡散炉の保護装置及び保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造過程では、不純物の導入等の際に縦型拡散炉が使用される。この縦型拡散炉の内部には、処理対象である半導体ウェハが挿入される炉心管、その周囲に配置されたヒータ等が設けられている。また、半導体ウェハは石英ボートに固定された炉心管に挿入され、石英ボートは保温筒とよばれる基台上に載せられる。
【０００３】
このような構造の縦型拡散炉では、これまで、通常の運転時に大きな問題は生じていない。しかしながら、震度の大きい地震が発生すると膨大な被害が生じてしまう。例えば、石英ボートが保温筒から落下して破損してしまう。また、石英ボートが炉心管の内壁に衝突して石英ボート及び／又は炉心管が破損してしまう。更に、半導体ウェハが石英ボートから落下して割れてしまうこともある。
【０００４】
そして、縦型拡散炉は、半導体装置を製造する工場内では、中核の一部を担っているため、縦型拡散炉が故障すると、そこで製造が滞ってしまい、生産効率を大幅に低下させてしまう。このため、縦型拡散炉の耐震対策は重要であり、また、例え被害が出たとしても、できるだけ小さく抑えて早急に復旧可能とすることが要望されている。
【０００５】
特許文献１に地震対策をとった縦型拡散炉が開示されているが、機械的に複雑な構成を採用しているため、その製造に要する時間及びコストが上昇してしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−７４２０５号公報
【特許文献２】特開平１１−１５９５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、簡素な構造で地震の際の被害を低減することができる拡散炉の保護装置及び保護方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【０００９】
本願発明に係る拡散炉の保護装置には、地震の第一波を検出する検出手段と、前記検出手段により第一波が検出されると、当該第一波の内容を解析し、その解析結果から当該第一波に続く第二波が到来した時の震度が５以上になるか予測する解析手段と、が設けられている。更に、前記解析手段により震度が５以上になると予測されると、当該第二波が到来する前に前記拡散炉内の気圧を低下させる気圧制御手段が設けられている。
【００１０】
本願発明に係る拡散炉の保護方法では、地震の第一波を検出すると、当該第一波の内容を解析し、その解析結果から当該第一波に続く第二波が到来した時の震度が５以上になるか予測し、震度が５以上になると予測すると、当該第二波が到来する前に前記拡散炉内の気圧を低下させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所定の第一波を検知すると、第二波が到来する前に拡散炉内の気圧を低下させるため、部品同士の密着度が向上して振動に伴う衝突及び落下が生じにくくなる。この結果、地震に伴う被害を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る縦型拡散炉の保護装置を示すブロック図である。
【００１３】
本実施形態に係る保護装置５０には、地震の第一波（Ｐ波：Primary wave）を検知するＰ波検知部５１、Ｐ波検知部が検知したＰ波の解析を行うＰ波解析部５２及びＰ波解析部５２による解析結果に応じて縦型拡散炉５４内の気圧を制御する気圧制御部５３が設けられている。これらの各部は、例えば、コンピュータ（ＣＰＵ）及びこれがアクセス可能なＲＯＭ等に記憶されたプログラム等により構成されている。Ｐ波解析部５２は、Ｐ波検知部５１がＰ波を検知すると、その波形及び振幅等の解析を行い、Ｐ波の後に第二波（Ｓ波：Secondary wave）が到達した時の震度を予測する。この予測は、Ｐ波そのものだけでなく、縦型拡散炉５４の構造及び縦型拡散炉５４が設置されている地域の地盤の構成を考慮して予め作成しておいたデータベース等を用いて行われる。
【００１４】
ここで、縦型拡散炉５４の概要について説明する。図２は、縦型拡散炉５４の構造を示す模式図である。縦型拡散炉５４では、炉壁７の内部に、石英製の炉心管２、石英製の基台（保温筒）３及びヒータ４が設けられている。基台３は、炉壁７内で上下動され、その上には石英ボート１２が載置される。石英ボート１２には、半導体ウェハ１１を３箇所で支持する支持部１２ａが形成されている。また、炉壁７の下部には、原料及び窒素ガスが供給される供給用配管５、並びに真空ポンプ等に繋がれた排気用配管６が連結されている。そして、供給用配管５には、原料ガス用のバルブ及び窒素ガス用のバルブが設けられ、排気用配管６にもバルブが設けられている。
【００１５】
なお、図示していないが、基台３を上下方向に移動させる機構も設けられており、基台３には石英製の部材が接している。
【００１６】
次に、保護装置５０の動作について説明する。Ｐ波検知部５１は、常時Ｐ波の到来を監視しており、Ｐ波が到来するとその旨をＰ波解析部５２に知らせる。Ｐ波解析部５２は、Ｐ波検知部５１からＰ波が到来したことを知らされると、到来したＰ波の波形及び振幅等からその後にＳ波が到来した時の、縦型拡散炉５４が設置されている地域の震度を予測する。そして、予測結果が震度５以上であるか否かを判断する。この結果、震度が５以上となるという結果が得られている場合には、気圧制御部５３にその旨を知らせる。一方、震度が５以上にならないという結果、即ち震度が４以下となるという結果が得られている場合には、その時点で処理を終了する。
【００１７】
その一方で、縦型拡散炉５４では、原料ガス及び窒素ガスが供給用配管５から供給されつつ、排気用配管６に連結された真空ポンプにより供給された分だけのガスを排気している。つまり、炉壁７内の気圧は常圧とされている。そして、気圧制御部５３は、Ｐ波解析部５２から震度が５以上になるという予測結果を知らされると、例えば供給用配管５に設けられている原料ガス用のバルブを閉じることにより、炉壁７内の気圧を低下させる。つまり、真空ポンプによる排気の程度を変更することなく、供給されるガスの量を減少させることにより、炉壁７内の気圧を低下させる。この結果、石英ボート１２と基台３との密着度が高まると共に、基台３とその下の石英製の部材との密着度及び半導体ウェハ１１と支持部１２ａとの密着度も高まる。従って、大きな揺れに襲われても、石英ボート１２は基台３から落下しにくくなる。また、多少の固有振動数の相違はあるものの、石英ボート１２は実質的に基台３及び炉心管２に追従して揺れることになるため、石英ボート１２が炉心管２の内壁に衝突しにくくなる。更に、半導体ウェハ１１も石英ボート１２から落下しにくくなる。
【００１８】
このように、本実施形態では、所定のＰ波が到来すると炉壁７内の気圧を低下させてＳ波の到来に備えるので、Ｓ波が到来しても地震の被害を大幅に低減することができる。従って、震度が５以上の揺れがあっても、全く被害が生じないか、被害が生じても早期に復旧が可能な程度とすることができる。この結果、震度が５以上の地震に襲われても、半導体装置の製造工場の停止期間を著しく短縮することが可能となる。震度５を判断の基準としているのは、これまで、震度が４以下であれば大きな被害はほとんど報告されていないからである。
【００１９】
また、本実施形態では、気圧を低下させる際にも炉壁７内に不活性ガスである窒素ガスを供給し続けているため、外気の巻き込み等に伴う汚染物質の混入を抑制することができる。なお、不活性ガスとしてＡｒガス等を供給してもよい。
【００２０】
なお、気圧制御部５３による気圧の低下を真空に近いものにまでする必要はなく、例えば常圧の２割〜５割程度にまで減圧すればよい。減圧後の圧力は２００ｈＰａ〜２５０ｈＰａとすることが好ましい。これは、２００ｈＰａ未満まで低下させると、過剰な減圧によって石英ボート１２等が破損する虞があるからである。一方、２５０ｈＰａよりも高い場合には、減圧の効果が十分に得られない虞があるからである。
【００２１】
また、本願発明に係る保護装置は、縦型の拡散炉だけでなく横型の拡散炉の保護に適用することも可能である。
【００２２】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００２３】
（付記１）
拡散炉を地震から保護する保護装置であって、
地震の第一波を検出する検出手段と、
前記検出手段により第一波が検出されると、当該第一波の内容を解析し、その解析結果から当該第一波に続く第二波が到来した時の震度が５以上になるか予測する解析手段と、
前記解析手段により震度が５以上になると予測されると、当該第二波が到来する前に前記拡散炉内の気圧を低下させる気圧制御手段と、
を有することを特徴とする拡散炉の保護装置。
【００２４】
（付記２）
前記気圧制御手段は、前記気圧を低下させる際に前記拡散炉内に不活性ガスを供給することを特徴とする付記１に記載の拡散炉の保護装置。
【００２５】
（付記３）
前記気圧制御手段は、前記不活性ガスとして窒素ガスを供給することを特徴とする付記２に記載の拡散炉の保護装置。
【００２６】
（付記４）
前記気圧制御手段は、前記拡散炉内の気圧を２００ｈＰａ乃至２５０ｈＰａまで低下させることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の拡散炉の保護装置。
【００２７】
（付記５）
拡散炉を地震から保護する保護方法であって、
地震の第一波を検出すると、当該第一波の内容を解析し、その解析結果から当該第一波に続く第二波が到来した時の震度が５以上になるか予測する解析ステップと、
前記解析ステップにおいて震度が５以上になると予測すると、当該第二波が到来する前に前記拡散炉内の気圧を低下させる気圧制御ステップと、
を有することを特徴とする拡散炉の保護方法。
【００２８】
（付記６）
前記気圧制御ステップにおいて、前記気圧を低下させる際に前記拡散炉内に不活性ガスを供給することを特徴とする付記５に記載の拡散炉の保護方法。
【００２９】
（付記７）
前記気圧制御ステップにおいて、前記不活性ガスとして窒素ガスを供給することを特徴とする付記６に記載の拡散炉の保護方法。
【００３０】
（付記８）
前記気圧制御ステップにおいて、前記拡散炉内の気圧を２００ｈＰａ乃至２５０ｈＰａまで低下させることを特徴とする付記５乃至７のいずれか１項に記載の拡散炉の保護方法。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る縦型拡散炉の保護装置を示すブロック図である。
【図２】縦型拡散炉５４の構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
２：炉心管
３：基台
４：ヒータ
５：供給用配管
６：排気用配管
７：炉壁
１１：ウェハ
１２：石英ボート
１２ａ：支持部
５０：保護装置
５１：Ｐ波検知部
５２：Ｐ波解析部
５３：気圧制御部
５４：縦型熱拡散炉
【図１】
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【図２】
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